No final desta postagem tem o link de como fazer um relatório.
Esta Aula 26 da disciplina de Instrumentação em Ciência da Natureza e suas Tecnologias I( Instrumentação I) será sobre como medir a densidade de um solido usando o princípio de Arquimedes e o Empuxo, ministrada pelo professor Rafael Rodrigues, nesta sexta-feira, 29/08. Sendo que está sendo disponível com um pouco de antecedência do horário da aula.
Arquimedes viveu em uma colônia Grega, em Siracusa, em Sicília, na Itália. Ele inventou a alavanca. Quando foi desafiado pelo rei de Cicília, para saber se a sua corroa era de ouro ou falsa. Arquimedes ao tomar banho em uma banheira de um banheiro público, encontrou a solução de medir a densidade da coroa do Rei e saiu gritando nas ruas sem roupa Eureka(encontrei).
A Hidrostática estuda o fluido em equilíbrio, significa que todas as quantidades deste Fluido estão em equilíbrio. Todo corpo total ou parcialmente dentro de um fluido(líquido e gás) sofre uma força de baixo para cima denominado de empuxo. As leis de Newton são aplicadas agora para a mecânica dos fluidos.
A pressão é uma grandeza escalar e definida como sendo a intensidade da força por unidade de área, ou seja,
P=F/A.
A força F é exercida pelo fluido sobre um sólido dentro dele.
Unidade no SI:
1 Pa(pascal)=1N/m2
Outras unidades úteis:
1atm=76cmHg=760mmHg=101325Pa=1,013 x 105N/ m2
A massa específica ou Densidade absoluta é a massa do sólido por unidade de volume,
𝛒=M/V
Unidade no SI: kg/m3
Princípio de Arquimedes. O empuxo exercido em um sólido colocado dentro de um fluido é igual ao peso do líquido deslocado.
Por que um navio flutua na água, mesmo sendo feito de Ferro? Por que uma cortiça flutua? Por que um pedaço de madeira flutua? Estas perguntas podemos responder aplicando o princípio de Arquimedes, para determinar a densidade de um sólido. Segue no final desta postagem uma atividade desta aplicação.
Lei de Stevin (1586): considerando com um corpo está parcialmente dentro de um fluido. A pressão a uma altura h de profundidade será
P=P0+𝛒gh,
sendo P0 a pressão atmosférica, g a aceleração da gravidade e 𝛒 a densidade. Esta diferença de pressão P-P0 é exatamente a pressão manométrica.
Partindo da lei de Stevin podemos chegar a equação do princípio de Arquimedes.
Multiplicando a lei de Steven pela área A e usando as equações da força F=PA e o volume V=Ah, obtemos:
E=F-F0=𝛒gV,
com E sendo o Empuxo, V o volume do líquido deslocado, a força exercida na parte superior do corpo é F0 . A força que atua na parte inferior do corpo é F, cuja diferença é exatamente o empuxo.
Empuxo e o Dinamômetro
Princípio de Arquimedes
Na próxima aula utilizaremos o princípio da vazão, para determinar a aceleração da gravidade.
Hoje, estudaremos o princípio de Arquimedes.
O empuxo torna-se:
E=P-T=10N-4N=6N.
Turma de instrumentação I do período 2017.1.
A densidade do mercúrio(Hg) é 13,6 vezes maior do que a densidade da água. Por isso se usa Hg para medir a pressão local, quem mediu pela primeira vez foi Torricelli, o discípulo de Galileu: 1atm=76cmHg=760mmHg, com atm sendo a abreviatura de pressão da atmosfera Terrestre. Note que até Galileu ainda não era conhecido uma técnica de medir a pressão.
Empuxo e o Dinamômetro
O princípio da vazão de fluido, para determinar a aceleração da gravidade.
Agora, veremos como utilizar o princípio de Arquimedes para medir a densidade de um sólido.
Instrumentação I -UAFM-CES-UFCG
PROJETO X; ESTÁTICA DOS FLUIDOS: PRINCÍPIOS DE ARQUIMEDES
Professor: Rafael de Lima Rodrigues PERÍODO 2025.1
Aluno(a): _____________________________________________
Boa Sorte!
Em todas as situações abaixo analisar e mencionar as forças envolvidas. Escrever os materiais utilizados, o procedimento experimental e as equações do fenômeno.
1) Parte I.
i) Determinar o volume de um sólido, medindo suas dimensões.
ii) Como você faria uma experiência utilizando um sólido para verificar o princípio de Arquimedes?
iii) Realizar a experiência utilizando o sólido do item i.
2) Parte II.
i) Encontrar um processo experimental para medir a densidade ρ = m/V, onde m é a massa e V é o volume, assumindo que o princípio de Arquimedes seja verdadeiro.
ii) Utilizar este item i, para medir a densidade de um sólido. Deduzir o erro relativo do experimento, comentar e identificar as possíveis causas.
3) Parte III.
i) Colocar pesos dentro de uma lata (cilíndrica). Analisar como ela vai flutuar, quando estiver dentro d’água. Qual será a altura h da parte mergulhada?
ii) Experiência: Colocar a lata dentro d’água e verificar a exatidão da previsão feita.
Comentar.
Densidade de alguns materiais
Ferro: ρ = 7, 59 g/cm3 ; Latão: ρ = 8, 22 g/cm3 ; Alumínio: ρ = 2, 70 g/cm3 e Água: ρ = 1, 00 g/cm3 .
Princípio de Arquimedes.
Um corpo total ou parcialmente submerso em um fluido sofrerá uma força de baixo para cima, o empuxo, E, que corresponde ao peso do volume do fluido deslocado, ou seja, |E | = |P| = mg = ρV g, onde V é o volume do líquido deslocado, m ´e a massa e ρ ´e a densidade e g a gravidade.
Considere que a aceleração da gravidade local, próxima da superfície da Terra é dada por g = 976cm/s2 .
No vídeo desta aula vimos um kit feito com materiais de baixo custo, para verificar o princípio de Arquimedes, na Disciplina de Instrumentação da UGCG, campus Cuité, no período 2017.1, turno tarde, ministrada pela professor Rafael Rodrigues.
Como fazer um relatório técnico?
Veja o link da aula 25.
Veremos um kit feito pelo professor Rafael para medir a Frequência do Diapasão, nesta sexta-feira, 29/08. Alguns atores definem a onda como uma perturbação oscilante. Podemos dizer que uma onda é um sinal que se propagada com uma velocidade definida. Não existe onda parada. Vimos que ela transporta energia e não transporta matéria. Classificação, quanto a sua natureza: onda mecânica precisa de um meio para se propagar e a onda eletromagnética se propaga em um meio e no vácuo.
https://rafaelrag.blogspot.com/2025/08/aula-25-disciplina-de-instrumentacao-i.html
Blog rafaelrag
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